矿粉含量对嵌挤密实沥青混合料性能的影响

刘新伟

（山西交通职业技术学院，山西太原030600）

矿粉含量对嵌挤密实沥青混合料性能的影响

刘新伟

（山西交通职业技术学院，山西太原030600）

强嵌挤密实型沥青混合料由于其密实度大、耐久性强及抗水损害等优点在道路建设中被广泛应用，而提高矿粉含量对增大沥青路面的密实度和耐久性影响亦很大。文中通过加大矿粉用量，对强嵌挤密实型沥青混合料进行研究，综合分析矿粉含量对强嵌挤密实型沥青混合料各项体积指标和力学强度的影响。

矿粉含量；强嵌挤密实型沥青混合料；抗压强度；劈裂强度

矿粉以其与沥青的胶结作用对提高沥青路面的密实度作用很大，因矿粉-沥青胶凝结构使沥青路面粘稠度增大，有效减小矿料空隙，从而使沥青混合料的密实度进一步提高，且沥青路面会随之更加耐久。综上所述可以认为矿粉-沥青的胶结体对沥青混合料的密实度、力学强度及抗击水损害作用明显，强嵌挤密实型沥青混合料粗集料颗粒之间的内摩阻力和嵌挤力相比普通沥青混合料而言更大，加之粗集料间的空隙可以很好地由矿粉-沥青胶浆填充密实，更充分有效地降低了水损害。所以本文以小牛线试验段为背景，研究增加矿粉含量对强嵌挤密实型沥青混合料各方面性质的影响。

1　原材料技术性质

本文所用原材料有沥青、粗集料、细集料和矿粉，表1～表4为试验结果。

表1　改性沥青技术指标

表2　粗集料的技术性质

表3　细集料的表观密度

表4　矿粉的技术指标

2　强嵌挤密实型沥青混合料级配确定

（1）颗粒流理论基于CBR的粗集料级配研究数值试验结果

表5为CBR数据试验结果，其中D1表示13.2～19mm集料、D2表示9.5～13.2mm集料、D3表示4.75～9.5mm集料，JP表示以D1-D3质量分数组合粗集料。

（2）合成粗集料的CBR规律

根据表5中数据，绘制矿料CBR关系曲线，如图1所示。

图1　粗集料CBR关系曲线

由图1可知：

①D1形成了具有强嵌挤效果的沥青混合料主骨架结果，最佳的质量分数为40%～50%。

②D2和D3主要作用为填充主骨架结构中的孔隙，其最佳质量分数为15%～25%；但两者掺量不宜过高，否则会干涉主骨架结构，从而降低骨架嵌挤力。

③以CBR最大为标准确定三种粗集料D1、 D2、D3的最佳质量分数比例为45：35：20。

在上述得出的最佳粗集料质量分数比例的基础上，采用泰波公式计算细集料级配，并拟定细集料与粗集料质量比例为45∶55（N55）、40∶60（N60）、35∶65（N65）、30∶70（N70）、25 ∶75（N75），通过对比不同级配混合料路用性能，进而确定基于颗粒流AC-16沥青混合料强嵌挤骨架密实级配，如表6和图2所示。

表5　粗集料的CBR试验结果

表6　拟定嵌挤密实沥青混合料级配

图2　嵌挤密实沥青混合料级配曲线

3　矿粉含量对沥青混合料各项指标的影响

增大矿粉含量后强嵌挤密实型沥青混合料的马歇尔试验参数及稳定度如表7所示。矿粉含量对马歇尔试验参数及稳定度影响见图3。

图3可以看出增加矿粉用量使得强嵌挤密实沥青混合料的比表面积增大，马歇尔稳定度增大，最佳油石比相应增加，说明沥青与矿粉胶结作用明显，沥青混合料粘聚力大大提高。且沥青混合料矿料间隙率和空隙率急剧减少，毛体积密度增大，有效提高了沥青混合料的抗水损能力和耐久性。

表7　不同矿粉用量下沥青混合料各项指标

图3　矿粉用量对马歇尔体积参数及稳定度影响

4　矿粉含量增加对强嵌挤密实型沥青混合料力学强度的影响

矿粉含量增加对强嵌挤密实型沥青混合料力学强度的影响如表8所示。

表8的数据说明了矿粉用量增加对劈裂强度影响较为显著，而对抗压强度则基本无影响。这是由于沥青混合料在抗压和劈裂荷载作用下受力是不同的，劈裂时沥青混合料主要靠集料间粘聚力承重，而受压时主要靠集料的嵌挤作用承重，所以本文加大矿粉含量，使得沥青与矿粉的粘聚力加强，表现为劈裂强度增大，更加强了沥青混合料在低温时的抗裂性能。

表8　矿粉含量对混合料力学强度的影响

5　结论

（1）增加矿粉用量使沥青混合料的比表面积增大，马歇尔稳定度增大，最佳油石比相应增加，说明沥青与矿粉胶结作用明显，沥青混合料粘聚力大大提高。

（2）沥青混合料矿料间隙率和空隙率急剧减少，毛体积密度增大，有效提高了沥青混合料的抗水损能力。

（3）矿粉用量增加对劈裂强度影响较为显著，而对抗压强度则基本无影响。加大矿粉含量，使得沥青与矿粉的粘聚力加强，表现为劈裂强度增大，更加强了沥青混合料在低温时的抗裂性能，具有工程实际参考价值。

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［5］王玉阵，浅谈矿粉对沥青混凝土路面的影响［J］.城市建设理论研究：电子版，2014，（30）.

Impact of Slag Content on the Performance of Embedded Squeezed Dense Gradation Asphalt Mixture

LIU Xin-wei
（Shanxi Traffic Vocational and Technical College，Taiyuan，030600，China）

Owing to its large compactness，durability and resistance to water damage，embedded squeezed dense gradation asphalt mixture is widely used in road construction.As increasing the slag content would improve the density and the durability of asphalt pavement，this paper studies the influence of the amount of slag on the volume index and mechanical strength of embedded squeezed dense gradation asphalt mixture.

slag content，embedded squeezed dense gradation asphalt mixture，compressive strength，splitting strength

U414.75

A

1671-8496-（2016）-03-0024-05

2016-01-07

刘新伟（1988-），女，助教，硕士

研究方向：路基路面工程